板式塔精馏虚拟仿真实验的实现与教学应用

发布时间：2022-01-02 11:29

　　精馏实验是一项典型的化工原理实验,设备较为复杂、操作步骤较多、投料能耗较大,因此采用虚拟仿真实验作为教学与训练补充手段具有重要意义。基于化工原理实验中的板式塔精馏实验,采用Unity 3D软件作为开发工具,构建三维交互式虚拟仿真实验系统,包含实验设备部件的快速认识、实验过程仿真交互操作、实验数据处理、操作线及梯级绘制、实验步骤训练、操作打分评价等功能,用以弥补传统实际实验的不足、丰富实验教学形式、提升实验教学体验、提高实验教学效果。 

【文章来源】：当代化工研究. 2020,(21)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

虚拟仿真系统功能结构

(1)实验原理蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度不同加以分离的一种单元操作,而经过多次部分汽化与部分冷凝将液体混合物分离与提纯的过程则称为精馏。精馏塔设备可分为板式塔和填料塔,以实验室常见的板式塔为仿真对象(图1):塔工作时,原料液(流量F kmol/h,摩尔组成xF,单位下同)从塔的中部进料板加入,塔顶有全凝器,塔底有再沸器,塔内形成呈逆向流动的汽液两相,塔板为两相接触的场所,经过相际传热传质,液相中的易挥发组分逐步进入汽相,汽相中的难挥发组分逐步转入液相,在塔顶可得到高浓度易挥发组分,塔底可得到高浓度难挥发组分。进料板以上的塔段称为精馏段,进料口以下的塔段称为提馏段。从塔顶引出的蒸汽(V)经冷凝,一部分作为塔顶产品(D,xD)采出,一部分作为回流液(L,xL)从塔顶返回塔内;回流量(L)与塔顶产品量(D)之比称为回流比(R)。塔底引出的液体(L′)经再沸器部分汽化,蒸汽(V′)沿塔上升,余下的液体作为塔底产品(W,xW)。

图6 仿真实验操作子界面在开始实验前,可点击左边栏的“参数输入”按钮(图7),输入进料组成(xF)、出塔产品要求(xD、xW)、物系参数(α)及操作参数(q)等。

【参考文献】：
期刊论文
[1]对高校虚拟仿真实验教学项目建设的若干思考[J]. 张敏,刘俊波.  中国现代教育装备. 2020(01)
[2]培养核工程人才实践能力的虚拟仿真实验探索[J]. 吴宏春,张斌,李云召,赵媛媛.  高等工程教育研究. 2019(S1)



本文编号：3564095